改良劑對豬肉馬鈴薯泥品質的影響

DOI：10.19913/j.cnki.2095-8730msyj.2023.04.09

收稿日期：2023-08-08

基金項目：成都農業科技職業學院科研基金項目（22ZR209）;四川省雜糧產業化工程技術研究中心開放基金項目（2023CC011）

作者簡介：

白菊紅，女，成都農業科技職業學院休閑旅游學院高級工程師，講師，主要從事糧油產品加工研究，E-mail：1047583710@qq.com;

盧付青，男，四川省食品發酵工業研究設計院有限公司工程師，主要從事食品科學與工程研究，E-mail：fuqingjunshi@163.com。

摘" 要：

為豐富馬鈴薯泥產品種類及改善產品品質，用馬鈴薯和豬肉為原料，以冷藏析水率、凍融析水率、質構和感官評價為指標，通過響應面分析法研究單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉和果膠作為復合改良劑對豬肉馬鈴薯泥品質的影響。結果表明：改良劑最佳添加比例（以豬肉馬鈴薯泥計）為單硬脂酸甘油酯0.225％、羧甲基纖維素鈉0.450％、果膠0.170％;經改良的豬肉馬鈴薯泥4 ℃冰箱貯藏6 d的冷藏析水率預測值為14.47％，實測值為14.31％，感官評分、硬度、凝聚性、膠黏性分別為95.60、367.51 g、0.33、131.35，改良劑可明顯改善豬肉馬鈴薯的品質。

關鍵詞：

改良劑;單硬脂酸甘油酯;羧甲基纖維素鈉;果膠;豬肉馬鈴薯泥;品質

中圖分類號： TS 972.122.4""" 文獻標志碼： A""" 文章編號：

2095-8730（2023）04-0072-07

馬鈴薯（又稱土豆）富含多種營養物質，其中維生素含量高于其他谷類作物，蛋白質含量較低，色氨酸含量較高，賴氨酸和含硫氨基酸相對較少，且總氨基酸含量相對較低［1-2］。而豬肉蛋白質含量高，必需氨基酸含量豐富。若將馬鈴薯與適量豬肉搭配食用，則營養會更全面均衡。目前市場上馬鈴薯泥產品較少，商業化產品比較單一。研究者們主要從馬鈴薯泥產品配方工藝優化和馬鈴薯全粉產品開發［3-5］等方面開展研究。然而，馬鈴薯泥產品在生產、運輸、儲存和銷售等過程中可能產生淀粉老化、膠凝回生引起的變硬、析水、口感變差等品質劣變問題，嚴重影響了產品在市場中的可接受性。針對當前存在的問題，學者們開展了針對影響淀粉老化及改善馬鈴薯泥老化品質的相關研究，張庭譽等［6］研究凍藏馬鈴薯泥的品質改良劑，結果表明當單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉、瓜爾豆膠的添加量分別為0.2％、0.2％、0.3％時，馬鈴薯泥的淀粉老化較小，感官品質較好。趙佳佳等［7］的研究表明3種親水性膠體（海藻酸鈉、刺槐豆膠、卡拉膠）和2種多糖（大豆多糖、β-葡聚糖）可降低淀粉老化后凝膠的硬度，抗老化效果持久。改良劑在一定程度上可延緩淀粉的老化進展，對提升淀粉產品品質具有積極的作用。

描述性感官評定法（descriptive sensory analysis， DSA）和全質構分析法（texture profile analysis，TPA）已在食品科學研究中獲得廣泛應用，但在豬肉馬鈴薯泥體系中的應用報道較少。據已有相關研究報道及前期預實驗，本試驗選取食品工業中常見的3種不同類型改良劑（單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉、果膠），以制備的豬肉馬鈴薯泥為研究對象，通過測定冷藏析水率、凍融析水率、質構及感官評分等指標，探究改良劑單一添加和復配使用對豬肉馬鈴薯泥品質的影響，優選最佳復合改良劑，以期改善豬肉馬鈴薯泥產品品質。

1" 材料與方法

1.1" 材料與儀器

新鮮馬鈴薯、豬瘦肉、菜籽油（一級）：市售;食鹽：中國鹽業集團有限公司;單硬脂酸甘油酯：廣州市佳力士食品貿易有限公司;羧甲基纖維素鈉：深圳一諾食品配料有限公司;果膠：浙江衢州果膠有限公司。

MJ-BL25C4攪拌機：廣東美的精品電器制造有限公司;HH-6型數顯恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司;TGL-20B型高速臺式離心機：上海安亭科學儀器廠;FA2004N電子天平：上海精密科學儀器有限公司;TA.XT Plus質構儀：英國Stable Micro System公司;BCD-256WECX冰箱：美菱股份有限公司。

1.2" 試驗方法

1.2.1" 豬肉馬鈴薯泥制備

基本配方：馬鈴薯泥82％、豬肉10％、菜籽油8％。

工藝流程：

新鮮馬鈴薯→清洗切片→煮制→去皮→制泥

↓

添加改良劑豬瘦肉→絞碎→炒制→

↓

加水攪拌→糊化→冷卻→指標測定。

1.2.2" 單因素試驗

在前期預實驗的基礎上，以炒制豬肉馬鈴薯泥基本配方為基準，分別選取單硬脂酸甘油酯添加量（0.000％、0.075％、0.150％、0.300％、0.550％、0.800％）、羧甲基纖維素鈉添加量（0.000％、0.075％、0.150％、0.300％、0.550％、0.800％）、果膠添加量（0.000％、0.075％、0.150％、0.300％、0.450％、0.600％）進行單因素實驗，測定其冷藏析水率、凍融析水率、質構等指標，并進行感官評價，研究3種改良劑對豬肉馬鈴薯泥品質的影響。

1.2.3" 響應面優化試驗

根據單因素試驗結果，以單硬脂酸甘油酯（A）、羧甲基纖維素鈉（B）、果膠（C）為自變量，以冷藏析水率（Y）為響應值，采用3因素3水平進行Box-Behnken試驗設計，確定3個因素的最佳添加比例。在此條件下測定添加復合改良劑前后的豬肉馬鈴薯泥感官評分、質構等指標。響應面試驗設計的因素及水平設置見表1。

1.3" 感官評價

感官評價以色澤、氣味、口感、質地、水析出為指標，評價人員由10名經感官評價專業培訓的學生組成。采用加權評分法對豬肉馬鈴薯泥的感官進行綜合測評，感官評價標準見表2。

1.4" 冷藏析水率測定

參考鄭明靜［8］的方法并做改進。稱取一定質量的糊化豬肉馬鈴薯泥在4 ℃冰箱內放6 d后取出，以3 000 r／min離心15 min，經離心分離的水質量與稱取的豬肉馬鈴薯泥質量的比值為冷藏析水率。

1.5" 凍融析水率測定

稱取一定質量的糊化豬肉馬鈴薯泥在-18 ℃冰箱內放6 d后取出，室溫下解凍，以3 000 r／min離心15 min，經離心分離出的水的質量與稱取的豬肉馬鈴薯泥質量的比值為凍融析水率［8］。

1.6 "質構測定

將糊化豬肉馬鈴薯泥樣品置于4 ℃冰箱內放6 d后取出，恢復到室溫，置于100 mL量杯中，采用質構儀重復測定3次樣品質構，分析硬度、膠黏性、凝聚性等評價參數，取平均值。參數設置：探頭為A／BE35型，測試模式為壓力，觸發應力5 g，測前速度1.00 mm／s、測試速度1.00 mm／s、測后速度5.00 mm／s，壓縮距離為10 mm;兩次壓縮之間停留時間為5 s。

1.7" 數據處理

所有試驗數據均為3次重復，結果表示為平均數±標準差，各項數據采用Excel軟件和SPSS 21.0統計軟件進行分析，響應面數據采用Design-Expert 6.0.5軟件處理。

2" 結果與分析

2.1" 改良劑對豬肉馬鈴薯泥質構及感官品質的影響

研究表明，淀粉老化可使淀粉類食品出現脫水收縮、質構變化等質量問題［9］。豬肉馬鈴薯泥質構圖譜見圖1。質構儀中A／BE反擠壓裝置測定可顯示樣品的硬度、凝聚性、膠黏性等不同特性，豬肉馬鈴薯泥產品的質構曲線趨勢一致，表明樣品制備均勻穩定，可作為本試驗豬肉馬鈴薯泥樣品的儀器測定值，間接反映其老化程度。

改良劑對豬肉馬鈴薯泥質構和感官品質的影響結果見表3。由表3可知，在相同條件下，隨著單硬脂酸甘油酯添加量的增加，豬肉馬鈴薯泥硬度先減后增，當添加量為0.150％時，硬度值最小（226.61 g）;隨著羧甲基纖維素鈉、果膠添加量的增加，豬肉馬鈴薯泥硬度先升后降；當羧甲基纖維素鈉添加量超過0.300％時，硬度降低；果膠添加0.450％時硬度達到624.27 g，差異顯著（Plt;0.05）。添加羧甲基纖維素鈉的豬肉馬鈴薯泥凝聚性整體呈上升趨勢，添加0.300％時凝聚性最大；添加果膠的豬肉馬鈴薯泥凝聚性整體呈下降趨勢；添加單硬脂酸甘油酯的豬肉馬鈴薯泥凝聚性先升后降，添加0.075％時凝聚性達到最大值。添加改良劑的豬肉馬鈴薯泥膠黏性均呈現先升后降的趨勢。改良劑吸水后形成凝膠體系，淀粉回生使直鏈淀粉分子間形成牢固的網狀結構，進而使得豬肉馬鈴薯泥結構致密硬度、凝聚性、膠黏性增加，同時內部冰晶的形成使得凝聚性、膠黏性降低［10-11］。

空白對照組豬肉馬鈴薯泥呈黃色、口感沙粒感強、外觀顆粒明顯且較松散、水析出較多、稍有異味，其感官評分為46.40±1.20，而分別添加0.075％、0.015％、0.300％改良劑的豬肉馬鈴薯泥顏色均呈淡黃色、口感細膩、質地黏稠度適中、基本無水析出且無異味，其感官評分在78～91之間，與空白對照組差異顯著（Plt;0.05），改良劑添加0.075％、0.015％、0.300％樣品之間差異不明顯。當單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉添加量超過0.550％，果膠添加量超過0.450％時，豬肉馬鈴薯泥均表現出顏色稍白、質地較松散、口感粗糙變差、有少量水析出等現象，其感官品質下降。由此可見，適量的改良劑能使豬肉馬鈴薯泥油水相互滲透，促進豬肉馬鈴薯泥內部交聯而形成穩定的結構，從而減緩淀粉老化，改善豬肉馬鈴薯泥產品的外觀、口感和組織狀態等;但過量使用會影響豬肉馬鈴薯泥自身色澤和口感。

2.2" 改良劑對豬肉馬鈴薯泥的冷藏析水率和凍融析水率的影響

糊化淀粉的凝沉是淀粉類食品品質下降的主要原因［12］。食品乳化劑中的親水基和疏水基，使其在油水相互排斥的表面形成分子薄膜，降低表面張力，產生乳化、滲透、分散、增溶等作用。改良劑對豬肉馬鈴薯泥冷藏析水率和凍融析水率的影響分別見圖2～圖4。

由圖2可知，隨著單硬脂酸甘油酯添加量的增加，豬肉馬鈴薯泥冷藏析水率和凍融析水率均降低。添加量超過0.150％時，冷藏狀態下豬肉馬鈴薯泥的析水率下降較明顯。豬肉馬鈴薯淀粉中的直鏈淀粉分子能與單硬脂酸甘油酯的疏水基團以疏水方式結合成一種耐熱性良好的穩定螺旋狀復合物，同時單硬脂酸甘油酯還能包裹淀粉，使豬肉馬鈴薯泥具有良好的凍融穩定性［13-14］。由圖3可知，隨著羧甲基纖維素鈉添加量的增加，豬肉馬鈴薯泥冷藏析水率和凍融析水率均逐漸降低，冷藏析水率差異顯著（Plt;0.05）;凍融析水率在0.000％～0.150％和0.300％～0.800％時差異不顯著（Pgt;0.05），添加量為0.150％與0.300％時差異顯著（Plt;0.05）。由圖4可知，隨著果膠添加量的增加，豬肉馬鈴薯泥冷藏析水率先緩慢提升后迅速降低，冷藏析水率從22.5％降低至6.6％，凍融析水率迅速降低，后趨于穩定。添加量超過0.075％時，老化抑制作用和凍融穩定性顯著，添加量大于0.300％時，冷藏析水率和凍融析水率降低幅度趨勢減緩。親水性膠體具有良好的成膜性，較高的吸水、持水能力，從而延緩食品失水老化［15-17］。果膠對豬肉馬鈴薯泥的老化抑制作用和凍融穩定性保持效果顯著。原因可能是果膠與淀粉分子及水分子之間形成大量的富集微區（氫鍵）進而對淀粉分子的結晶交聯體系產生抑制，從而延緩淀粉分子的結晶、降低其老化速率［18-19］。

2.3" 響應面優化試驗結果

2.3.1" 響應面設計與結果分析

析水率是評價淀粉制品在冷藏或凍融過程中抗變質能力的關鍵指標［8，20］。基于單因素試驗結果，以單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉、果膠為3個可控因素，以冷藏析水率為響應指標進行響應面Box-Behnken優化試驗。響應面試驗方案與結果見表4。

應用Design-Expert 6.0.5軟件對表4數據進行多元回歸擬合分析，得到冷藏析水率（Y）與各因素之間的二次多項回歸模型：Y=41.91-24.00A-20.27B-224.62C+50.77A2+6.77B2+665.90C2+15.89AB-95.33AC+54.00BC。回歸模型方程方差分析結果見表5。

由表5可知，根據F值和P值，因素對豬肉馬鈴薯泥冷藏析水率（Y）的影響大小依次為C2、A、 A2、C、AC、B、BC、AB。回歸模型F=139.49，Plt;0.01，表明模型極顯著。模型失擬項不顯著（P=0.137 1gt;0.05），顯示該方程擬合較好。模型相關系數R2=0.994 5大于0.9，模型高度相關。信噪比RSN=32.672大于4，說明模型設計合理，可用于分析和預測豬肉馬鈴薯泥的冷藏析水率。

2.3.2" 最佳條件驗證實驗

對Design-Expert軟件分析得到的優化回歸方程求解極小值，結果表明，當單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉、果膠添加量分別為0.225％、0.450％、0.170％時，豬肉馬鈴薯泥4 ℃冰箱貯藏6 d冷藏析水率理論預測值為14.47％。經3次重復驗證試驗，測得冷藏析水率為14.31％，與理論值預測相接近，在此條件下測得空白對照組的冷藏析水率、感官評分、硬度、凝聚性、膠黏性分別為23.37％、48.20、273.20 g、0.27、86.42，添加復配改良劑的豬肉馬鈴薯泥的感官評分、硬度、凝聚性、膠黏性分別為95.60、367.51 g 、0.33、131.35。采用響應面Box-Behnken優化獲得的豬肉馬鈴薯泥復合改良劑方案準確可靠，對豬肉馬鈴薯泥產品的研發和品質提升具有實際生產指導意義。

3" 結論

試驗以馬鈴薯和豬肉為原料，以單硬脂酸甘油酯、羧甲基纖維素鈉和果膠為改良劑，制備豬肉馬鈴薯泥產品。經單因素試驗研究3種改良劑對豬肉馬鈴薯泥的冷藏析水率、凍融析水率、質構和感官評價的影響，采用響應面方法優化豬肉馬鈴薯泥復合改良劑比例，通過Design-Expert 6.0.5軟件分析結果表明：當改良劑最佳復配比例為單硬脂酸甘油酯0.225％、羧甲基纖維素鈉0.450％、果膠0.170％時，豬肉馬鈴薯泥4 ℃冰箱貯藏6 d的冷藏析水率預測值為14.47％。經重復驗證試驗，冷藏析水率實測值為14.31％，在此加工條件下，添加復配改良劑的豬肉馬鈴薯泥的感官評分、硬度、凝聚性、膠黏性分別為95.60、367.51 g 、0.33、131.35。改良劑可降低豬肉馬鈴薯泥的冷藏吸水率，提高產品感官品質和質構特性，對成品的開發和品質提升具有一定應用價值。

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Effect of improvers on quality of pork and mashed potato

BAI Juhong1， LU Fuqing2， ZHU Anni1， QI Hui1， LIU Liang3

（1.School of Leisure Tourism， Chengdu Agricultural College， Chengdu， Sichuan 611130， China; 2.Paocai Condiment and Functional Microbiology Research Center， Sichuan Food Fermentation Industry Research and Design Institute Co.， Ltd， Chengdu， Sichuan 611300， China; 3. Academic Affairs Office， North Sichuan Medical College， Nanchong， Sichuan 637100， China）

Abstract：

In order to enrich the product variety and improve the quality of potato puree， using potato and pork as raw materials， the effects of glycerol monostearate， sodium carboxymethyl cellulose （CMC） and pectin as complex improver on the quality of pork and potato puree were studied by response surface analysis （RSP）， taking cold storage water extraction rate， freeze-thaw water extraction rate， texture and sensory evaluation as indexes. The results showed that the optimal formula of the improver （based on the weight of pork and mashed potato） was 0.225％ monostearin， 0.450％ CMC and 0.170％ pectin. The predicted and measured water extraction rate of the improved pork potato puree stored at 4 ℃ for 6 days was 14.47％， and the measured value was 14.31％. The sensory scores， hardness， cohesiveness and adhesiveness of the product were 95.60， 367.51 g， 0.33 and 131.35， respectively.

Key words：

improver; monoglyceride; carboxymethylcellulose sodium; pectin; pork and mashed potato; quality

（責任編輯：趙" 勇" 曹文磊）